JP6553495B2 - ホログラム記録再生方法およびホログラム記録再生装置 - Google Patents
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また、従来より検討されていた球面参照光シフト多重記録方式においては、信号光の光軸と参照光の光軸とによって形成される平面内に沿った一軸方向に対しては、わずかなシフトで多重記録が可能であるが、その軸に垂直な方向にはシフト選択性が弱く、2次元での多重記録が困難である。そのため、球面参照光シフト多重記録方式のみによっては、記録情報の高密度化は難しい。
また、スペックル参照光多重記録方式においては、参照光をスペックルパターン(振幅あるいは位相パターン)がランダム化された形で変調を行う必要があるが、これらはノイズを多く発生させ信号対雑音比を低下させる、という問題がある。また、パターンの一致を厳しい精度で行う必要がることから、ドライブ・媒体互換性の確保が困難である、という問題もある。
また、本発明の他の目的は、記録媒体における記録情報の高密度化を図ることができ、しかも、シフト多重記録を行うに際しての記録媒体の位置合わせを容易に行うことができて高速化を図ることができるホログラム記録再生装置を提供することにある。
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を、信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させて当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによってシフト多重ホログラム列を記録した後、当該記録媒体を当該記録媒体の表面が前記基準面に対して傾斜するようにチルトさせ、当該シフト多重ホログラム列が記録された同一のトラック上に、記録媒体の表面が前記基準面に対して所定の角度傾いた状態で、一方向のみのシフト多重記録を行って新たなシフト多重ホログラム列を記録するシフト多重ホログラム列重ね書き過程
を少なくとも1回以上行う工程を経ることにより、複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行うことを特徴とする。
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を、信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させて一方向のみのシフト多重記録を行うことによって第1のシフト多重ホログラム列を当該記録媒体における所定のトラック上に記録した後、当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、一方向のみのシフト多重記録を行うことによって第2のシフト多重ホログラム列をその記録領域の一部が前記第1のシフト多重ホログラム列の記録領域と重なる状態で記録し、記録媒体の表面が前記基準面に対して所定の角度傾いた状態で、一方向のみのシフト多重記録を行って新たなシフト多重ホログラム列を前記第1のシフト多重ホログラム列が記録された同一のトラック上に記録するシフト多重ホログラム列重ね書き過程
を経ることにより、複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行うことを特徴とする。
当該記録媒体の表面における記録再生領域を、記録媒体の回転中心から外周縁に向かって径方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、各々のブロック単位における一方向のみのシフト多重記録を、前記光学機構を記録媒体の径方向に相対的に移動させることにより行うことが好ましい。
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、信号光用の光をデータ情報を担持した信号光として記録媒体に対して照射する信号光生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して参照光として記録媒体に対して照射する参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、
記録媒体に対する信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体をその表面に沿った平面内で一方向に移動させる記録媒体移動機構と、
記録媒体を回動させることにより当該記録媒体の表面を前記基準面に対して傾斜させる記録媒体チルト機構と
を備えており、
記録媒体が前記記録媒体移動機構によって当該記録媒体の表面に沿って一方向に相対的に移動されて当該記録媒体にシフト多重記録が行われることによりシフト多重ホログラム列が記録されると共に、記録媒体チルト機構によって記録媒体の表面を前記基準面に対して傾斜させた状態で、一方向のみのシフト多重記録が行われることによって、新たなシフト多重ホログラム列が記録媒体に既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域に多重記録されることを特徴とする。
既にシフト多重ホログラム列が記録された記録媒体が前記記録媒体回動機構によって回動された状態において、一方向のみのシフト多重記録が行われることによって、新たなシフト多重ホログラム列がその記録領域の一部が前記既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域と重なる状態で記録される構成とされていることが好ましい。
前記記録媒体移動機構が、当該記録媒体の記録再生領域が径方向および周方向に分割された複数のブロック単位の各々に対して、当該記録媒体を当該記録媒体の径方向に相対的に移動させるものであり、
記録媒体における一のブロック単位において、複数のシフト多重ホログラム列が、各々のシフト多重ホログラム列の記録領域の周方向の離間距離がホログラムサイズの1/3以上の大きさとなる状態で、記録されることが好ましい。
また、上記のホログラム記録再生方法が行われる本発明のホログラム記録再生装置によれば、記録媒体における記録情報の高密度化を図ることができ、しかも、記録媒体移動機構による1軸移動と記録媒体回動機構による回転によって記録媒体における単位記録領域(ブック)に対するアクセスが行われるので、シフト多重記録を行うに際しての記録媒体の位置合わせを容易に行うことができて高速化を図ることができる。
すなわち、多重記録工程(1)は、記録媒体の或る領域に対してシフト多重記録を行って第1のシフト多重ホログラム列を記録した後、当該記録媒体をチルトさせて傾斜させた状態において、第1のシフト多重ホログラム列が記録された領域に対してシフト多重記録を行って第2のシフト多重ホログラム列を多重記録(チルトシフト多重記録)するシフト多重ホログラム列重ね書き過程を少なくとも1回以上行うものである。
すなわち、多重記録工程(2)は、記録媒体の或る領域に対して第1のシフト多重記録を行い、当該記録媒体を回動(回転)させた状態で、第1のシフト多重記録を行った領域に対してクロスシフト多重記録を行い、その後、当該記録媒体をチルトして傾斜させた状態で、第1のシフト多重記録およびクロスシフト多重記録を行った領域に対して第2のシフト多重記録(チルトシフト多重記録)を行うものである。
このようなシフト多重記録は、信号光および参照光を照射する光学機構を記録媒体10に対して移動させて行ってもよい。
クロスシフト多重記録について、記録媒体における記録再生領域の一の単位記録領域(ブック)に着目して説明すると、図3(a)に示すように、シフト多重記録によって例えば第1のシフト多重ホログラム列が単位記録領域(ブック)Bに記録された記録媒体を、前記一方向を含む平面内において所定の回動角度θ1で回動させる。ここに、記録媒体を回動させる方法としては、記録媒体をその中心位置(形状中心位置)を中心として回動させてもよいし、シフト多重ホログラム列が記録された領域内において設定された記録媒体の表面に垂直に延びる軸の周りに回動させてもよい。図3(a)におけるB0は、記録媒体が回動される前の状態の単位記録領域を示す。
この状態において、シフト多重記録を行うことによって、第2のシフト多重ホログラム列を、当該第2のシフト多重ホログラム列が記録された領域(図3(a)において実線で囲まれた領域)62の一部が第1のシフト多重ホログラム列が記録された領域(図3(a)において破線で囲まれた領域)61と重なる状態で、多重記録する。クロスシフト多重記録によって、2つのシフト多重ホログラム列6a,6bが多重記録された状態を図3(b)に模式的に示す。図3(b)における符号5は、1個のホログラムを示し、白抜きの矢印は、記録媒体のシフト方向を示す。
回転を取り入れたクロスシフト方式は、前述のシフト多重記録(一方向のみのシフト多重記録)では選択性が弱く、クロストークが発生するため、大容量化が困難になることに伴い、シフト多重記録において高密度化を図るために導入された方式である。
図4(a)において、信号光1の光軸と参照光2の光軸により形成される平面と垂直な基準面Sは、図4(a)に示す記録媒体10の表面と一致している。
具体的には、記録媒体10の表面の基準面に対する傾き角度θ2は、5°以上であることが好ましい。
以下、本発明のホログラム記録再生方法による、ディスク状の記録媒体(以下、「ディスク状媒体」という。)に対する多重記録の具体的な方法について説明する。
この例では、ディスク状媒体10の表面における記録再生領域を、ディスク状媒体10の周方向に並ぶ複数の記録再生部分に分割し、さらに、各々の記録再生部分をディスク状媒体の中心から外周縁に向かって径方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、各々のブロック単位を単位記録領域(ブック)として設定している。
例えば、上記の多重記録工程(1)によって同一トラック上に複数のシフト多重ホログラム列を多重記録する場合には、図6に示すように、複数のシフト多重ホログラム列が、各々のシフト多重ホログラム列の記録領域65の周方向の離間距離tがホログラムサイズdの1/3以上の大きさとなる状態で、形成されることが好ましい。これにより、隣接するホログラムのクロストークが生ずることを確実に回避することができる。図6(a)は、ディスク状媒体10の中心側に位置される単位記録領域Bにおいて記録される周方向に並ぶ複数のシフト多重ホログラム列の記録領域の相互関係を示す。また、図6(b)は、ディスク状媒体10の外周縁側に位置される単位記録領域Bにおいて記録される周方向に並ぶ複数のシフト多重ホログラム列の記録領域の相互関係を示す。
なお、シフト多重ホログラム列重ね書き過程は、ディスク状媒体10の中心側に位置される単位記録領域から外周縁側に向かって径方向に順次に行ってもよい。また、ディスク状媒体10における単位記録領域(ブック)の設定方法は、上記方法に限定されるものではない。
図7において、L1は信号光の光路であり、L2は参照光の光路であり、L3は再生光の光路であり、37は信号光集光用対物レンズであり、43は参照光集光用対物レンズであり、49はレンズである。また、同図において、10Aは、信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な状態の記録媒体を示し、10Bおよび10Cは、各々、基準面に対して傾いた状態の記録媒体を示す。また、8Aは、記録媒体10Aにおいて記録されたホログラムの再生像であり、8Bは、記録媒体10Bにおいて記録されたホログラムの再生像であり、8Cは、記録媒体10Cにおいて記録されたホログラムの再生像である。
このホログラム記録再生装置は、データ情報を担持した信号光および球面参照光を記録媒体に照射する光学機構と、記録媒体駆動機構と、記録媒体10に記録されたホログラムからの再生光をレンズ49を介して検出する撮像素子(具体的には、例えばCCD)48とを備えている。L3は、再生光の光路である。
記録再生光源21と光分離手段22との間におけるレーザ光の光路L上には、シャッタ23、偏光板24およびビーム整形用レンズ25が設けられている。
このようにしてディスク状媒体10に記録されたホログラムに係るデータ情報の再生時には、光量を大幅に落とした球面参照光のみがディスク状媒体10に照射されることにより、複数のホログラムの各々から再生光が互いに異なる方向に発せられる。複数の再生光は、レンズ49を介して撮像素子(具体的には、例えばCCD)48により検出され、ディスク状媒体10の同一の領域に記録されていた複数のホログラムの各々に係るデータ情報が同時に再生(並列再生)される。
2 参照光
5 ホログラム
6,6a,6b シフト多重ホログラム列
61,62,65 記録領域
B,B0,B1,B2 単位記録領域(ブック)
8A,8B,8C 再生像
10,10A,10B,10C 記録媒体(ディスク状媒体)
21 記録再生光源(青色レーザ光源)
22 光分離手段(プリズムビームスプリッタ)
23 シャッタ
24 偏光板
25 ビーム整形用レンズ
31 ビームエクスパンダ
32 空間光変調器(SLM)
33 プリズムビームスプリッタ
34 リレーレンズ
35 ナイキストフィルタ
36 位相板
37 信号光集光用対物レンズ
39 レンズ
41 NDフィルタ
42 半波長板(λ/2板)
43 参照光集光用対物レンズ
46,47 反射ミラー
48 撮像素子
49 レンズ
51 記録媒体保持手段
52 記録媒体回動機構
53 回転軸
55 記録媒体移動機構
56 1軸ステージ
57 記録媒体チルト機構
58 回転ステージ
C1 ディスク状媒体の回転中心軸
C2 チルト回転軸
S 基準面
Claims (10)
- データ情報を担持した信号光と参照光との干渉縞を記録媒体にホログラムとして記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に対し、参照光を照射することによりホログラムに記録されたデータ情報を再生するホログラム記録再生方法において、
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を、信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させて当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによってシフト多重ホログラム列を記録した後、当該記録媒体を当該記録媒体の表面が前記基準面に対して傾斜するようにチルトさせ、当該シフト多重ホログラム列が記録された同一のトラック上に、記録媒体の表面が前記基準面に対して所定の角度傾いた状態で、一方向のみのシフト多重記録を行って新たなシフト多重ホログラム列を記録するシフト多重ホログラム列重ね書き過程
を少なくとも1回以上行う工程を経ることにより、複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行うことを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 前記シフト多重ホログラム列重ね書き過程において、前記記録媒体の表面の、前記基準面に対する傾き角度は、既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域に参照光が照射されることによって同時に再生される複数のホログラムの再生像が検出器上で分離された状態で再生される角度であることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録再生方法。
- 前記記録媒体における複数のシフト多重ホログラム列が記録された記録領域に対して、前記シフト多重ホログラム列重ね書き過程におけるいずれか一のシフト多重ホログラム列の記録を行った条件と同様の参照光照射条件で参照光を照射することにより、当該記録領域に多重記録された複数のホログラムの全てのものを同時に再生することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム記録再生方法。
- データ情報を担持した信号光と参照光との干渉縞を記録媒体にホログラムとして記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に対し、参照光を照射することによりホログラムに記録されたデータ情報を再生するホログラム記録再生方法において、
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を、信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させて一方向のみのシフト多重記録を行うことによって第1のシフト多重ホログラム列を当該記録媒体における所定のトラック上に記録した後、当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、一方向のみのシフト多重記録を行うことによって第2のシフト多重ホログラム列をその記録領域の一部が前記第1のシフト多重ホログラム列の記録領域と重なる状態で記録し、記録媒体の表面が前記基準面に対して所定の角度傾いた状態で、一方向のみのシフト多重記録を行って新たなシフト多重ホログラム列を前記第1のシフト多重ホログラム列が記録された同一のトラック上に記録するシフト多重ホログラム列重ね書き過程
を経ることにより、複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行うことを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 記録媒体としてディスク状記録媒体を用い、
当該記録媒体の表面における記録再生領域を、記録媒体の回転中心から外周縁に向かって径方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、各々のブロック単位における一方向のみのシフト多重記録を、前記光学機構を記録媒体の径方向に相対的に移動させることにより行うことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。 - 記録媒体における一のブロック単位において、前記シフト多重ホログラム列重ね書き過程を行って複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行った後、当該ブロック単位と径方向に隣接するブロック単位において、前記シフト多重ホログラム列重ね書き過程を行って複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行うことを特徴とする請求項5に記載のホログラム記録再生方法。
- データ情報を担持した信号光と参照光との干渉縞を記録媒体にホログラムとして記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に対し、参照光を照射することによりホログラムに記録されたデータ情報を再生するホログラム記録再生装置において、
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、信号光用の光をデータ情報を担持した信号光として記録媒体に対して照射する信号光生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して参照光として記録媒体に対して照射する参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、
記録媒体に対する信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体をその表面に沿った平面内で一方向に移動させる記録媒体移動機構と、
記録媒体を回動させることにより当該記録媒体の表面を前記基準面に対して傾斜させる記録媒体チルト機構と
を備えており、
記録媒体が前記記録媒体移動機構によって当該記録媒体の表面に沿って一方向に相対的に移動されて当該記録媒体にシフト多重記録が行われることによりシフト多重ホログラム列が記録されると共に、記録媒体チルト機構によって記録媒体の表面を前記基準面に対して傾斜させた状態で、一方向のみのシフト多重記録が行われることによって、新たなシフト多重ホログラム列が記録媒体に既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域に多重記録されることを特徴とするホログラム記録再生装置。 - 記録媒体チルト機構は、記録媒体の表面上において設定された、当該記録媒体に既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域の中心位置を通る前記一方向に垂直な方向に伸びる軸を中心として、記録媒体を回動させるものであることを特徴とする請求項7に記載のホログラム記録再生装置。
- 記録媒体を前記基準面に沿った平面内において回動させる記録媒体回動機構をさらに備えており、
既にシフト多重ホログラム列が記録された記録媒体が前記記録媒体回動機構によって回動された状態において、一方向のみのシフト多重記録が行われることによって、新たなシフト多重ホログラム列がその記録領域の一部が前記既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域と重なる状態で記録されることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のホログラム記録再生装置。 - 記録媒体がディスク状記録媒体であって、
前記記録媒体移動機構が、当該記録媒体の記録再生領域が径方向および周方向に分割された複数のブロック単位の各々に対して、当該記録媒体を当該記録媒体の径方向に相対的に移動させるものであり、
記録媒体における一のブロック単位において、複数のシフト多重ホログラム列が、各々のシフト多重ホログラム列の記録領域の周方向の離間距離がホログラムサイズの1/3以上の大きさとなる状態で、記録されることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のホログラム記録再生装置。
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